一级减速器设计说明书(20210304152840)

1、一级减速器设计说明书课题：一级直齿圆柱齿轮减速器设计学院：机电工程班级：2015机电一体化（机械制造一班）姓名：陈伟学号：1558020120104指导老师：童念慈目录一、设计任务书二、电动机的选择三、传动装置运动和动力参数计算四、V带的设计五、齿轮传动设计与校核六、轴的设计与校核七、滚动轴承选择与校核计算八、键连接选择与校核计算九、联轴器选择与校核计算十、润滑方式与密圭寸件类型选择十一、设计小结十二、参考资料一、设计任务说明书1、减速器装配图1张；2、主要零件工作图2张；3、设计计算说明书原始数据：（p10表1-4）1-A输送带的工作拉力;F=2000输送带工作速度：V=1.3m/s滚筒直径

2、：D=180工作条件：连续单向运载，载荷平稳，空载起动，使用期限15年，每年300个工作日，每日工作16小时，两班制工作，运输带速度允许误差为 5% 传动简图：电动机的选择工作现场有三相交流电源，因无特殊要求，一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机为丫系列鼠笼式三相异步交流电动机， 其效率高，工作可靠，结 构简单，维护方便，价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要 求的场合。本装置的工作场合属一般情况，无特殊要求。故采用此系列电动机。1. 电动机功率选择1选择电动机所需的功率皿厂20001.8c 故 Pw= 3.60 kw工作机实际需要的电动机输入功率1000其中12 3 4

3、5查表得：1为联轴器的效率为0.982为直齿齿轮的传动效率为0.973为V带轮的传动效率为0.964. 5为滚动轴承的效率为0.99故输入功率3.60Pd=4.09KW0.980.97 0.960.990.99 0.98Pd=pw2. 选择电动机的转速76.43 r/min60 V卷 100 60 1.8 1000D3.14 450按机械设计手册推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围i减速器25，取V带传动比i带3 4，贝卩总传动比合理范围为I总=620。故电动机转速 的可选范围为 n电i总n滚筒(6-20)x76.43=到之间查表得符合这一范围的同步转速有960和1420r

4、/min方 案电动机型 号额定功 率(kW电动机转速(r/min )电动机 质量(kg)传动装置的传动比同步、卄 +、， 满载总传动比V带传动单级减速器1Y100L1-45150014203410.8734.962Y132M-1410009604012.462.55.94根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带 传动、减速器的传动比，可见第 2方案比较适合所以选择Y132M1-6额定功率4kw,满载转速960,功率因素0.773. 传动比的计算与分配i总=i齿 i带 960/86=12所以i齿=4 i带=3三、传动

5、装置的运动和动力参数的计算1. 计算各轴转速电机轴 n=960 （ r/min）主动轴 n匸nm/i 带=960/2=480（r/min）输出轴 nll=nl/i 齿=480/6=80（r/min）滚筒转速 nll=80 （ r/min ）2. 计算各轴的功率（KW主动轴 PI=PdXn 带=3.9 X 0.96=3.744KW输出轴 PII=PI Xn 轴承Xn 齿轮=3.744 X 0.99 X 0.97=3.6KW3. 计算各轴转矩Tl=9550pl/n1 =9550x3.74/480=74.41KN.mTII =9550pll/n2=9550x3.6/80=429KN.m四、V带的设计

6、1.皮带轮传动的设计计算选择普通V带轮插机械设计手册得：kA=1.2Pd=KAP=1.2 X 4=4.8KW据 Pd=4.8KW和 n1=480r/min查表得：选用A型V带2. 确定带轮基准直径以及中心距的确定取d1=100d2=i带 d1=3x100=300根据 0.7(di d2) a。2(di d?)初选中心距为ao=8003. 确定皮带长度Ld=2a0+ n (dd1+dd2)/2+(dd2 -dd1)2/4a0=2x800+3.14x(100+300)2+ (300-100) 2 4x800=1450.5查机械技术基础得选取相近的L=16004确定中心距a ao ( L - Ld)

7、 2=800+ (1600-1450)2=8755. 验算小带轮包角a 1=18057.30 Xd2-dd1)/a=180-57.30x200875=165.94120所以包角符合要求6. 计算皮带轮的根数P0=0.11Z= Pd/(P0+ P0)Ka KL 查表 P0=0.97 Ka=0.95 KL=1.03=4.80.97+0.11)x0.95x1.03=4.45所以选A型V带5根皮带轮五、齿轮的设计与校核1. 选择齿轮材料与热处理所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表1表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS 大齿轮材料也为45

8、钢，正火处理，硬度为215HBS精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。2. 按齿面接触疲劳强度设计由 d1 (6712 x kT1(u+1)/ du c H2)1/3确定有关参数如下：传动比i齿=4取小齿轮齿数Z1=20b则大齿轮齿数：Z2=iZ1= 4 x 20=80查表齿宽系数因为是对称分布 取 d=1.13. 小齿轮的转矩 T仁9.55 x 106X P1/n仁9.55 x 106X3.744/480=74490N.mm4. 载荷系数k :取k=1.25. 计算循环应力次数 许用接触应力c H c H= c Hlim ZN/SHmin 查表：c Hlim仁610Mpac H

9、lim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天24h计算，由公式N=60njt nN仁60x 480X 5X 300x 8=345600000N2=N/u=345600000/4=86400000根据机械设计手册，得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数 SHmi n=1.0c H1= c Hlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpac H2= c Hlim2ZN2/SHmin=500x1.05/仁525Mpa故得：d1 (6712 x kT1(u+1)/ du c H2)1/3=49.04mm模数：m=d1/Z仁49.04/20=2

10、.45mm查书可得，取m=2.56.计算齿轮主要尺寸分度圆直径：d仁mZ1=2.5 20mm=50mmd2=mZ2=2.5x 80mm=200mm齿宽：b= dd1=1.1 x 50mm=55mm取 b2=55mm b仁60mm7 计算齿轮的圆周速度VV=n n1d1/60 x 1000=3.14 x 480x 50/60 x 1000=1.25 m/s因为Vv6m/s,故取8级精度合适.8. 计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+200)/2=125mm9. 验算齿轮的弯曲强度(1) 复合齿形因数 YFs查表得：YFS仁4.35,YFS2=3.95(2) 许用弯曲应力(T

11、bb= (T bblim YN/SFmin(T取 SFmin(3) 查表得弯曲疲劳极限(T bblim 应为：c bblim仁490Mpabblim2=410Mpa(4) 查表得弯曲疲劳寿命系数 YN YN1=1 YN2=1(5) 弯曲疲劳的最小安全系数 SFmin :按一般可靠性要求，=1(6) 计算得弯曲疲劳许用应力为c bb1= c bblim1 YN1/SFmin=490 x 1/1=490Mpac bb2= c bblim2 YN2/SFmin =410 x 1/1=410Mpa(7) 校核计算c bb1= 2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa c bb1c bb2=2kT

12、1YFS2/ b2md仁72.61Mpa c bb2故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够六、轴的设计与校核1. 选择轴的材料2. 轴的最小直径 d 3 9.55 P/n c?3P 取 C=110 或t=30Y 0.2 tV n计算得d 37.73所以取dmin =403. 轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动 轴和从动轴均设计为阶梯轴。计算dd2 d1 2 （0.070.1） d1=43.648因d2必须符合轴承密封元件的要求，经查表，取d2=44mm计算d3d3=d2+( 15)mm=4549mm且 d3必须与轴承的内径一致，圆整d3=45mm初选轴承型号为620

13、9计算d4d4=d3+(15)mm=4650,为装配方便而加大直径，应圆整为标准直 径，一般取0， 2， 5，8尾数，取d4=50mm计算d5d5 d4 2a4 d42(0.07 0.1) d445.6 48mm d5=d4+2(0.070.1)xd4=5760取 d5=58mm计算d6d6=d3=45同一轴上的轴承选择同一型号，以便减少轴承座孔镗制和减少轴承类型。从动轴长度的选取单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位 采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位， 周向定位 则用过渡配合或过盈配合， 轴呈阶状，左轴承从左

14、面装入，齿轮 套筒，右轴承和皮带轮依次从右面装入。 大带轮轮毂靠轴肩、平 键和螺栓分别实现轴向定位和周向固定。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，安装齿轮段长度为轮毂宽度小2mmL1=60 L2=50 L3=55 L4=55 L=65 L5=10 L6=704. 从动轴的校核计算按许用应力校核轴的弯曲强度轴的受力简图(图A) (L =113mm(1)求支持反力水平面支反力RhaRhb0.5Ft0.51446723 N垂直面支反力RvaRvb0.5Fr0.5526263 N(2)作弯矩图水平弯矩(图B)Mhc0.5LFHa0.511372340850N.mm垂直弯矩（图 C）

15、 Mvc 0.5 LRva 0.5 113 263 14860Nmm（3）求合成弯矩，作出合成弯矩图（图 E）Mc, Mhc2 Mvc24860C2 仃68$ 43469N.mm（4）.作扭矩图（图D）C 点左 T ON.mmC点右 T JFt d21446336242928 N.mm2 2(5)作危险截面当量弯矩图(图 E)该轴单项工作，转矩产生的弯曲应力按脉动循环应力考虑， 取=0.592 2 2 2Meac .( T) MC .43469 (0.59 242928)149774N.mm(6)校核危险截面轴径Q45号优质碳素钢调质处理时，查机械设计基础min C3 149774 0.1 6

16、0b 650Mp s 360Mp e 280Mp1 b 60 MPa29.2 mmC剖面的轴径d3 50mm 29.2mm故：强度足够5. 主动轴校核计算同理d1=c 叵=115x0.3555=35d2=38 d3=40 d4=45 d5=50 d6=40 L1=45 L2=42 L3=46 L4=55 L5=10 L6=42七、滚轴承的选择与校核计算1. 从动轴的滚动轴承选择与校核初步选择6209滚动轴承尺寸如轴承代号尺寸/mmdDB6209458519寿命计划:要求轴承寿命：(5年，按每年工作365天，每班工作24个小时)L 5 365 24=43800h计算选用轴承寿命查机械零件设计手册

17、基本额定动负荷Cr 25.6 KN动载荷系数X当量动载荷PXFr YFa 602.34温度系数ft 1载荷系数fp1.5对球轴承寿命系数Lh=10660nfQfpP10625.631 100060 117.5891.5 602.34=7254134h43800h所以强度符合要求2. 主动轴的滚动轴承的选择与校核根据之前设计的主动轴直径初选6208滚动轴承要求轴承寿命：(5年，按每年工作365天，每班工作24个小时)L 5 365 24=43800h计算选用轴承寿命查机械零件设计手册基本额定动负荷Cr 18KN动载荷系数X 1 Y 0当量动载荷 P XFr YFa 602.34温度系数ft 1载

18、荷系数fp 1.5对球轴承寿命系数 36| h= 10ftCr =60n2 fpP1018 1 1000 =634987h43800h60 117.589 1.5 60234所以强度符合要求八、键的选择与校核1材料选择及其许用挤压应力选择45号优质碳素钢，查机械零件设计手册其许用挤压应力jy lOOMPa2. 主动轴外伸端，d=40考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以了,且联轴器轴长度=62mm故选择12x8x100 GB/T1096型键。b=12h=8L=100静连接工作面挤压应力jy 2T/0.5hdl2 74410/0.5 8 35 1OO = 10.36MPa jy贝心强度足够，合适3

19、. 从动轴外伸端，d=50考虑到键在轴中部安装，选择平键就可以 了，故（r/min ）选择。b=14 L=50 h=9静连接工作面的挤压应力:2T20.5hdl2 2429580.5 8 32 4977.5MPajyjy 2T2/0.5hdl2 429000/0.5 8 35 50 61.28 jy则：强度足够，合适九、联轴器的选择由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=1.3Tc=9550KPil=9550X 13 竺 558.67KN.M m80选用TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩Tn =600, Tc Tn采用Y型轴孔，A型键轴孔直径d=40,轴孔长度L=112TL8型弹性套住联轴器有关参数型号公称 转矩T/(N m)许用 转速n/(r - min 1轴孔 直径 d/mm轴孔 长度L/mm外 径D/mm材料轴孔类型LT1060036004011265HT200Y型十、润滑方式以及密封方式的选择1.润滑方式、密封方式简要说明(1) 齿轮的速度小于5m/s查机械零件设计手册P981表3 -14-26 , 选用浸油润滑方式并根据表3 - 14-27，选用150号机械油；(2) 轴承采用润油脂润滑，并根据表 3 - 14-23选用ZL-3型润油